CN107386202A - 一种水体生态修复集成系统 - Google Patents
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Abstract
一种水体生态修复集成系统，包括至少一个护岸模块和生态床模块；护岸模块包括石笼框架、净化单元，石笼框架由固定桩固定；净化单元位于石笼框架内，净化单元包括碎石和/或沸石和/或钢渣；生态床模块置于水体中，生态床模块包括除磷单元和/或生物膜净化单元，除磷单元包括钢渣和/或石灰石和/或麦饭石，生物膜净化单元在除磷单元下挂生物填料。本发明提出了一种由复合型护岸模块、生态床模块两部分组成的水体生态修复集成系统。通过使用柳树与土木工程和非生命植物材料的结合，减轻坡面及坡脚的不稳定性和侵蚀，并同时实现多种生物的共生与繁殖。且在末端有效的去除径流中污染物，控制雨水冲刷路面带来的污染物对受纳水体的影响。
Description
技术领域
本发明涉及生态环境领域，具体涉及一种水体生态修复集成系统及其构建方法，尤其适合城市内以道路雨水径流为主要污染源造成的河湖污染防治。
背景技术
对于水体，尤其是城市水体，是承载城市文明与发展的重要载体，是生态文明城市及和谐城市建设的重要组成部分。近年来，随着我国经济的快速发展，城镇化进程加快，城市排污量的不断增加，再加上城市水体自身环境容量小等原因，许多城市水体已受到严重污染。
滨岸带是水体最后一道污染物截留防线，具有截污、过滤和改善水质等重要的环境功能，同时是城市滨水区水域生态系统与陆地生态系统进行物质、能量、信息交换的一个重要过渡带，能为各种水生生物提供生存和繁衍的空间。
多项研究结果表明，路面径流中有SS、COD、重金属、P、N、营养物、氯化物、油脂、农药和多环芳烃等多种污染物，特别是在降雨初期，路面雨水径流携带大量污染物进入水体，从而成为城市内水体污染的主要来源。
本发明立足上述之问题，提出了一种由复合型护岸模块、生态床模块两部分组成的水体生态修复集成系统。并通过使用柳树与土木工程和非生命植物材料的结合，减轻坡面及坡脚的不稳定性和侵蚀，并同时实现多种生物的共生与繁殖。并融入道路景观设计理念，在末端有效的去除径流中污染物，最大程度的减少和降低道路开发对于周围生态环境的影响，从而在有效控制雨水冲刷路面带来的污染物对受纳水体污染的同时，改善道路景观效果。
发明内容
本发明针对路面径流携带大量污染物进入水体，成为城市内水体污染的主要来源的问题，利用碎石、钢渣、沸石、无纺布、水生植物对COD、SS、N、P、油脂等污染物吸附、过滤等特点，提供了一种便捷、快速、易成型的水体生态修复集成系统。对受污染水体分段、分层进行净化，形成生态处理系统。与传统方法相比，进一步控制了道路径流对水体的污染，减少了水土流失，改善道路景观的效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种水体生态修复集成系统，包括至少一个护岸模块和生态床模块；所述护岸模块包括石笼框架、净化单元，所述石笼框架由固定桩固定；所述净化单元位于所述石笼框架内，所述净化单元包括碎石和/或沸石和/或钢渣；所述生态床模块置于水体中，所述生态床模块包括除磷单元和/或生物膜净化单元，所述除磷单元包括钢渣和/或石灰石和/或麦饭石，所生物膜净化单元在所述除磷单元下挂生物填料。
进一步的，所述护岸模块还包括多个生物载体单元，所述生物载体单元在所述石笼框架内，所述生物载体单元在所述净化单元的上部及靠近水体一侧；所述生物载体单元上栽种植物。
进一步的，所述净化单元包括初过滤层、吸附层和净化层，所述初过滤层、所述吸附层和所述净化层在垂直方向自上而下依次设置；所述初过滤层为碎石、所述吸附层为沸石、所述净化层为钢渣。
进一步的，所述吸附层和所述净化层还在水平方向间隔设置。
进一步的，所述吸附层和所述净化层的厚度为5-8cm、所述吸附层和所述净化层间隔10-15cm设置
进一步的，所述初过滤层自上而下包括细碎石层和粗碎石层，所述细碎石层厚8-10cm，粒径为6-10mm；所述粗碎石层厚8-10cm，粒径为15-20mm。
进一步的，所述吸附层厚12-15cm，沸石粒径为15-20mm。所述净化层厚12-15cm，钢渣粒径为10-15mm。
进一步的，所述生态床模块还包括种植单元，所述种植单元填充基质土，所述种植单元在所述除磷单元上部。
进一步的，所述除磷单元由钢渣、石灰石、麦饭石以3:2:1的比例混合填充。
本发明的有益效果可以总结如下：
发明优点在于由复合护岸模块与生态床模块组成的水体生态修复集成系统可对受污染水体分段、分层进行净化与吸附。其中，复合护岸模块结构，保障在水平及垂直方向都可对水体进行吸附与过滤，避免水流只能在单方向接受净化，提高了对受污染水体的净化效果，且分层结构起到防止水流冲刷的作用。既可以达到固土保沙、防治水土流失的目的，又可以增强水体的自净能力.生态床模块设置于水体中，可对水体中N、P等污染物进行直接吸附。本发明可有效去径流及水体中颗粒物、油脂、重金属、放射性物质、COD、N、P等污染物，结构简单、效果明显、推广容易。
本发明融入景观设计理念，形成适用于不同环境、地域条件的水体生态处理系统，在末端有效地去除水体中污染物，最大程度地减少和降低污染物对于周围生态环境的影响，从而在有效控制雨水冲刷路面带来的污染物对受纳水体污染的同时，改善景观效果。适用于河湖水体污染防治，特别是城市及城郊水体径流污染治理。
附图说明
图1为复合护岸模块的结构示意图。
图2为生态床模块的结构示意图。
图3为本发明的结构示意图。
标号说明：
1、护岸模块；11、净化单元；111、初过滤层；112、吸附层；113、净化层；12、生物载体单元；13、固定桩；2、生态床模块；21、种植单元；211、水生植物；22、除磷单元；23、生物膜净化单元。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-3所示的一种水体生态修复集成系统，由石笼框架、碎石、钢渣、沸石、水生植物211等组成的复合护岸模块1与生态床模块2，其具体结构为：
复合护岸模块1由石笼框架、净化单元11、生物载体单元12、固定桩13构成。石笼外围由石笼框架组成，采用金属编制并防腐处理，可为整体结构提供支撑。石笼框架内分别排布净化单元11及生物载体单元12，并利用固定桩13将石笼整体固定，组合形成复合护岸模块1。在固岸护坡的基础上，对路面径流在末端进行截污、过滤和改善水质。
净化单元11包含初过滤层111、吸附层112、净化层113，在垂直方向与水平方向分别设置，以保证垂直与水平方向的水流都得到吸附及净化。
垂直方向：初过滤层111自上而下包含细碎石层、粗碎石层，细碎石层厚8-10cm，粒径为6-10mm；粗碎石层厚8-10cm，粒径为15-20mm。吸附层112由沸石填充，厚12-15cm，沸石粒径为15-20mm。净化层113由钢渣填充，厚12-15cm，钢渣粒径为10-15mm。
水平方向：水平方向采用间隔式设置方式。每层厚5-8cm，间隔10-15cm设置。
净化单元11采用碎石、沸石、钢渣组合交叉排列相结合，碎石具有一定的孔隙率，通过这种具有一定孔隙率的过滤介质表面或滤层截留水中悬浮固体物及其它杂质，以对携带大量污染物的路面径流达到初净化的效果；其次碎石可以减缓径流雨水流速，减少对坡面侵蚀；沸石具有很强的氮吸附能力，钢渣具有较好的离子交换能力，钢渣及沸石主要吸附并净化水中N、P、金属离子及放射性污染物。
生物载体单元12采用柳杆均匀排布在净化单元11的顶侧及靠近水体一侧。柳杆具有耐水性强，并可通过截枝进行繁殖的优点，经过一定周期后柳杆会产生枝丫，利用发达的根系、茂密的枝叶及水生护岸植物的能力，既可以达到固土保沙、防治水土流失的目的，又可以增强水体的自净能力。
生态床模块2设置于水体中，由种植单元21、除磷单元22、生物膜净化单元23构成。种植单元21选用基质土作为材料，为水生植物211提供养分；除磷单元22由钢渣、石灰石、麦饭石以3:2:1的比例混合填充；生物膜净化单元23在除磷单元22下挂生物填料，组成生物膜净化单元23。生态床模块2在美化景观环境的同时利用植物发达的根系吸收水中的N、P等营养盐物质。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水体生态修复集成系统，其特征在于：包括至少一个护岸模块和生态床模块；
所述护岸模块包括石笼框架、净化单元，所述石笼框架由固定桩固定；
所述净化单元位于所述石笼框架内，所述净化单元包括碎石和/或沸石和/或钢渣；
所述生态床模块置于水体中，所述生态床模块包括除磷单元和/或生物膜净化单元，所述除磷单元包括钢渣、石灰石和麦饭石，所述生物膜净化单元在所述除磷单元下挂生物填料。
2.根据权利要求1所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述护岸模块还包括多个生物载体单元，所述生物载体单元在所述石笼框架内，所述生物载体单元在所述净化单元的上部及靠近水体一侧；所述生物载体单元上栽种植物。
3.根据权利要求1或2任一所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述净化单元包括初过滤层、吸附层和净化层，所述初过滤层为碎石、所述吸附层为沸石、所述净化层为钢渣。所述初过滤层、所述吸附层和所述净化层在垂直方向自上而下依次设置。
4.根据权利要求3所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述吸附层和所述净化层还在水平方向间隔设置。
5.根据权利要求4所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述吸附层和所述净化层的厚度为5-8cm、所述吸附层和所述净化层间隔10-15cm设置。
6.根据权利要求3所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述初过滤层自上而下包括细碎石层和粗碎石层，所述细碎石层厚8-10cm，粒径为6-10mm；所述粗碎石层厚8-10cm，粒径为15-20mm。
7.根据权利要求3所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述吸附层厚12-15cm，沸石粒径为15-20mm。所述净化层厚12-15cm，钢渣粒径为10-15mm。
8.根据权利要求1所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述生态床模块还包括种植单元，所述种植单元填充基质土，所述种植单元在所述除磷单元上部。
9.根据权利要求1或8任一所述的一种水体生态修复集成系统，其特征在于：所述除磷单元由钢渣、石灰石、麦饭石以3:2:1的比例混合填充。
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